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研究生: 張哲榮
Chang, che-jung
論文名稱: 共振腔調制之表面電漿子引發金屬薄膜共振穿遂效應研究
Resonant Tunneling Effects on Cavity-embedded Metal Film Caused by Surface Plasmon Excitation
指導教授: 藍永強
Lan, Y. C.
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 光電科學與工程研究所
Institute of Electro-Optical Science and Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 78
中文關鍵詞: 表面電漿單夾縫穿透率
外文關鍵詞: Transmission, Single slit, Surface Plasmon
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  • 我們研究調查在週期光柵金屬下,內嵌入腔造成共振頻率的穿遂,一個內嵌入的長方腔會影響其穿透頻率,其模態為波導模態和耦合模態。在耦合模態中,分別有其一為穿透外部溝槽和內部腔,形成整個結構共振,另其一為純內部腔自己共振。在波導模態中,穿透頻率非常靠近表面光柵的吸收頻率,而跟腔共振形成差異。
    在內嵌入十字腔下,發現四個模態產生,穿透頻率可分為與上下長度有關和左右長度有關,都與結構長度有關,而與表面光柵的吸收有所區別,
    如果我們在此利用連串十字架來設計中光學共振腔,並在其中嵌入增益性介質,達到尺寸奈米化。
    並且也可以利用其頻譜對於介質的敏感度來設計出生物感測器。

    We investigate cavity-modulated resonant tunneling through a silver film with periodic grooves on both surfaces.
    A strip cavity embedded in the film affects tunneling frequencies via a coupling mode and waveguide mode. In the coupling mode, both the resonant tunneling through the gap between the groove and the cavity and the cavity itself form an entire resonant structure.
    In the waveguide mode, however, the cavity functions as a surface-plasmon waveguide. Hence, tunneling frequencies are close to resonant absorption frequencies of the groove structure and are irrelevant to cavity properties.
    A cross cavity embedded in the film affects tunneling frequencies via coupling mode. In the coupling mode, frequency functions as a embedded cavity length.
    We can use the advantages to design the nano-device to detect the characteristics of test objects.

    口試合格證明 I 誌謝 II 中文摘要 III Abstract IV 目錄 V 圖目錄 VI 表目錄 VII 第一章 簡 介 1 §1-1 表面電漿子簡介 1 §1-2 研究目的與動機 2 第二章 表面電漿子理論 4 2-1 表面電漿子之基本性質 4 2-2 表面電漿子之數學推導 5 第三章 FDTD模擬方法 15 3-1 馬克斯威爾方程式(Maxwell’s equation) 15 3-2 FDTD基本理論 17 3-3 FDTD 穩定性 19 3-4 FDTD邊界條件 20 3-5 ISE TCAD模擬軟體程式 24 第四章 各種奈米結構之模擬結果 30 4-1單邊夾縫的週期結構 31 4-2兩邊夾縫的週期結構 36 4-3兩邊夾縫嵌入長方腔 45 4-3-1嵌入長方腔長度改變之模擬結果 45 4-3-2嵌入長方腔介質改變之模擬結果 55 4-3兩邊內有十字架 56 4-3-1 以完美金屬探討內部結構模態 57 4-3-2以Drude model來探討共振結構 62 4-3-3拉長十字架兩邊長度 73 4-3-4改變內嵌十字架介質 74 4-3-5十字型共振腔的品質因素 75 4-4嵌入十字腔其應用 75 第五章 結論 77 參考文獻 78

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    下載圖示 校內:2010-02-13公開
    校外:2010-02-13公開
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